ES2064083T5 - Metodo y reactor para la purificacion de aguas. - Google Patents

Abstract

Un método para la purificación de agua en el que se permite fluir agua residual a través de un reactor que contiene portadores en los que ha de crecer una película biológica que favorece una conversión deseada de impurezas, caracterizado por utilizar portadores que son elementos en partículas que han sido preparados a partir de un plástico blando, opcionalmente plástico reciclado, y que se dan con la forma de piezas de un tubo con paredes internas de separación, de tal modo que los portadores tienen:<br /><br />a) una superficie que es al menos 1,5 veces más grande que la superficie exterior de un elemento liso de las mismas dimensiones, y<br /><br />b) una densidad comprendida en el intervalo entre 0,90 y 1,20 kg/dm3, normalmente entre 0,92 y 0,98 kg/dm3, y particularmente entre 0,92 y 0,96 kg/dm3, y<br /><br />c) una parte de la superficie protegida contra el desgaste de la película biológica durante el uso, y<br /><br />d) paredes que permiten un paso fácil del agua, y<br /><br />e) dimensiones lineales comprendidas en el intervalo entre 0,2y 3 cm, particularmente entre 0,5 y 1,5 cm, en el que los portadores con la película biológica se mantienen suspendidos y desplazándose en el agua contenida en un reactor, con medios de entrada y de salida, y, opcionalmente, medios de mezcla; y en el cual el fango que abandona el reactor no se hace retornar al reactor.

Description

Método y reactor para la purificación de aguas.

La presente invención se refiere a un método para la purificación de aguas y a un reactor para su uso en este método.

Se conocen varios métodos diferentes para la purificación de aguas residuales, por ejemplo, mecánicamente por sedimentación o vibración, purificación química por adición de productos químicos y tratamiento gaseoso, por ejemplo, con ozono o cloro. Además se conoce el tratamiento biológico del agua, es decir, por exposición del agua a un cultivo de bacterias que causarán la conversión deseada de los contaminantes. Para una mayor extensión se combinan todos los métodos anteriormente mencionados.

La presente invención se relaciona con problemas en la purificación biológica con cultivos de bacterias.

La biopelícula, según se trata antes, se comprenderá ser un lecho de un cultivo bacteriano, en el cual la bacteria puede ser del tipo aeróbico, anóxico o anaeróbico, dependiendo de la clase de purificación

\hbox{deseada.}

Los métodos de purificación biológica se usan primariamente para aguas residuales, pero también pueden usarse para la purificación de aguas en cultivos acuosos y para aguas de bebida. La presente invención puede explotarse en todos los campos donde puedan usarse los métodos biológicos para la purificación de agua y aguas negras, particularmente en procesos biológicos, aeróbicos, donde el contenido del reactor se oxigena y agita por medio de aireación, pero también en procesos anaeróbicos, donde el contenido del reactor no es aireado, pero se mantiene bajo agitación, mecánicamente o hidrodinámicamente.

Los métodos biológicos se usan extensivamente para la purificación de agua contaminada. Tradicionalmente, los métodos biológicos se han usado para reducir el contenido de material orgánico en el agua, pero particularmente, en los últimos años, los métodos biotecnológicos también se han tomado en uso para la eliminación de amonio (nitrificación), eliminación de nitrógeno por desnitrificación y eliminación de fósforo.

Se hace una distinción entre los procesos aeróbicos y anaeróbicos. En los procesos aeróbicos los microorganismos necesitan oxígeno, mientras que los microorganismos que viven en procesos anaeróbicos deben tener un medio ambiente libre de oxígeno. Muchas de las plantas de purificación, por todo el mundo, se basan en procesos aeróbicos, pero hay un interés creciente para los procesos anaeróbicos, particularmente en conexión con la eliminación de nitrógeno y purificación en conexión con la eliminación de nitrógeno y purificación de concentrados orgánicos de aguas negras industriales.

Se hace también una distinción entre sistemas de biolodos y sistemas de biopelículas. En los sistemas de biolodos, los microorganismos están flotando en el agua con agregados junto con partículas de fangos, en un biorreactor. En los sistemas aeróbicos de biolodos, los sistemas de lodos activos, las partículas de lodos se separan del agua y después se retornan al biorreactor, de este modo se mantiene la cantidad de biomasa tan alta como sea posible.

En los sistemas de biopelícula los microorganismos aumentan en las superficies fijas del biorreactor. La biopelícula aumenta en espesor según se propagan los microorganismos, y parte de la biopelícula se pelará eventualmente y se formarán nuevas biopelículas.

Debido a que la biopelícula se fija y el agua se mueve, la biomasa no tiene que retornarse para que los microorganismos se exploten tanto como sea posible.

Recientemente ha habido una tendencia considerable para reemplazar los sistemas de lodos por sistemas de biopelículas. Las razones principales para esto son:

a.- La biomasa por unidad de volumen puede ser considerablemente superior, con el resultado que el biorreactor será más pequeño en volumen.

b.- Los reactores de biopelículas pueden resistir variaciones mayores en la carga, y también en la composición de las materias primas, que hacen a los métodos de biopelícula más robustos que los métodos de lodos activos.

c.- El resultado de una descomposición en el proceso biológico no tiene tales dramáticas consecuencias, en los métodos de biopelícula como en los métodos de fangos activos, debido a que la concentración de fangos fuera del biorreactor es mucho más baja.

Los reactores de biopelículas, que existen hoy día, se basan en sistemas diferentes, tales como biorrotores (contactores biológicos de rotación), filtros percoladores y reactores de lechos fluidizados. Ejemplos de filtros percoladores se dan en la Patente Británica 2197308, EP-A 2301.237 y Patente Francesa 2.185.437, en las cuales el reactor se empaca con elementos que son inmóviles. También hay biofiltros en los cuales el medio portador para la biopelícula se sumerge y donde el volumen de agua se airea, pero estos sistemas se basan en un portador sólido, el cual es estacionario en el reactor, o en elementos similares a caucho alveolar, que se permiten sobrenadar en un reactor de fango activo.

Los sistemas de fangos activos (sistemas de lodos) tienen la desventaja que puede ser difícil obtener suficiente control en la separación de fangos, con el resultado que la pérdida sin intención de fangos puede ocurrir con serias consecuencias para el recipiente.

Otra desventaja obvia con estos sistemas es que el volumen del reactor será muy grande, ya que la biomasa, por unidad de volumen, en el reactor llega a ser pequeña.

No obstante comparado con los sistemas tradicionales de biopelículas (biorrotores y filtros percoladores), los sistemas de fangos activos tienen la ventaja que uno tiene que hacer con un biorreactor abierto, el cual no puede obstruirse en cualquier caso.

La mayor desventaja con los sistemas de biorrotores es que se basan en un biorrotor prefabricado, que hace al sistema muy poco flexible. Hay considerables problemas mecánicos con muchos de los biorrotores, y si el biorrotor se avería, es difícil adaptar el biorrotor a otro sistema. Verdaderamente hay diversos ejemplos de reactores de biorrotores que se han reconstruido en reactores de biofiltros, pero después con un sistema basado en un material de filtro fijo.

La desventaja principal con el sistema de biofiltro tradicional (filtro percolador), donde el agua se percuela sobre el material portador de la biopelícula y donde la oxigenación tiene lugar por medio de ventilación natural, es que el volumen del biorreactor llega a ser relativamente grande. También es una desventaja considerable que en este sistema la cantidad de oxígeno que alimenta al proceso no pueda ajustarse ala cantidad que se usa en un bioproceso y que corresponda ala carga orgánica. Se conoce corrientemente que estas circunstancias resultan en los biofiltros tradicionales (filtros percoladores) que dan un efecto de purificación más pobre para una carga orgánica dada por área que los otros métodos de biopelículas.

Otro tipo de biofiltros es el así llamado biofiltro sumergido. El principio de éste es que un material de biofiltro estacionario se sumerge en el reactor mientras la biomasa se oxigena por aireación. El aumento de superficie del biofiltro sumergido es estacionario y, muy a menudo, consiste en hojas de plástico corrugadas, encoladas juntas para formar cubos que se sitúan uno sobre otro, como ladrillos de construcción, o de elementos simples localizados al azar o granulados, los cuales están, no obstante, estacionarios durante el uso del biofiltro. La desventaja principal con el fijado, biofiltro sumergido, es que el acceso a la cara inferior del biofiltro se hace muy difícil. Si el biofiltro se obstruye por la cara inferior, o si el elemento de aireación que se sitúa bajo el filtro, se obstruyese, el biofiltro completo tiene que sacarse para su limpieza. También ha sido un problema que los elementos de biofiltros completos floten como una consecuencia de la obstrucción parcial y captura de grandes bolsas de aire en el material del biofiltro.

Otro sistema es el así llamado biorreactor de "lecho fluidizado". Este se basa en el biorreactor que se carga con arena, y el agua se bombea desde el fondo a la parte superior del biorreactor, con suficiente velocidad para que la arena fluidice. La biopelícula aumenta en los granos de arena. Con este sistema se puede obtener una muy grande biomasa por unidad de volumen del reactor, debido a que el aumento específico del área será grande.

La desventaja del sistema es un resultado de carga orgánica muy grande por volumen causado por éste. Consecuentemente, los sistemas aeróbicos no pueden suministrarse con suficiente oxígeno por unidad de volumen para reemplazar al oxígeno usado por la biomasa. En la práctica han sido otros problemas para separar la biopelícula de los granos de arena, ya que éstos son muy pequeños (normalmente 0,4-0,6 mm).

Además, hay otros sistemas que están en la frontera entre los sistemas tradicionales tratados antes.

Muchos de los sistemas se dirigen a incrementar la biomasa por unidad de volumen del biorreactor, por formación de una biopelícula.

Muchos de estos sistemas alternativos se basan en algo entre un sistema de biopelícula y un sistema de fango activo, el fango desde el estado de post separación se retorna al recipiente de post separación, con miras a establecer un cultivo de lodo además del cultivo de la biopelícula, en el biorreactor. En esta vía se hace un esfuerzo para "ir a caballo".

Este sistema es desfavorable porque:

a.- La concentración de fango en el recipiente de separación del fango llega a ser muy alta, lo cual resulta un mayor peligro para el recipiente debido a la pérdida de fangos.

b.- Las partículas de lodo presentarán una cepa orgánica en la biopelícula, un hecho que se ha demostrado en diversos proyectos de investigación.

Una desventaja muy importante, con un sistema basado en el aumento de la biomasa y en pequeños pedazos de caucho alveolar que están flotando en el reactor, es que estos pedazos están flotando en la superficie del agua del biorreactor y así dan un contacto pobre entre la biomasa y el substrato de entrada. Otra desventaja esencial ha probado ser que la biomasa aumenta en la superficie del pedazo, solamente, y no en el volumen de poro según prometido. Esta es una consecuencia del hecho que la biopelícula en la superficie exterior previene el acceso del agua y del substrato al volumen interior.

Se ha encontrado ahora que las desventajas esenciales de los sistemas antes tratados deben evitarse, mientras puedan mantenerse, al mismo tiempo, la ventaja más importante de cada una de éstos.

Así, de acuerdo con la invención se prueba un método para la purificación del agua en el cual las aguas residuales alimentan a un reactor que contiene portadores, con una biopelícula que estimula una conversión deseada de impurezas, y este método se caracteriza porque los portadores, con la biopelícula, se mantienen suspendidos en el agua en un reactor, con tubos de entrada y salida y, opcionalmente, con elementos de mezclado. Los portadores son elementos particulados que tienen una gran superficie como los elementos uniformes de la misma dimensión. Normalmente la superficie de los elementos serán, al menos, 1,5 veces, y particularmente, al menos, 2 veces tan grande como la superficie exterior de un elemento uniforme de las mismas dimensiones. La densidad de los elementos es de 0,90 a 1,20, particularmente, de 0,92-0,98 y, más particularmente, de 0,92-0,96 kg/dm^{3}.

Para una mayor extensión el tamaño del portador será una cuestión de conformidad, y un margen apropiado serán elementos que tienen una dimensión lineal de desde 0,2 a 3 cm., particularmente de desde 0,5 a 1,5 cm. No obstante, se enfatizará que la forma esencial es que los portadores se mantengan suspendidos en el reactor, y otras dimensiones se contemplarán con las mencionadas anteriormente.

Apropiadamente, el portador se prepara de plásticos blandos, tanto que no se usan en otros portadores ni en el reactor mismo con equipo. Ya que hay aquí una cuestión de plástico, el cual será primariamente un portador para una película de bacteria, el plástico recirculado puede usarse ventajosamente para la preparación del portador.

No hay limitación particular con respecto a la forma del portador, provisto de una gran superficie por unidad de peso y la anterior densidad definida, con miras a mantenerse suspendido. Portadores apropiados pueden consistir también en piezas de un tubo con paredes de separación interna. Ambas en las paredes interna y externa también como en las paredes de separación estará formada por una pared de biopelícula del cultivo de bacteria deseado. Generalmente, habrá muchas paredes de separación tan posibles con miras a hacer la superficie extra grande, pero por otra parte debe tenerse en cuenta que las aperturas deben estar obstruídas. Cuando el portador está en la forma de una pieza de tubo con paredes de separación interna, las paredes del tubo deben comprender concavidades apropiadas de forma que la pared exterior esté sujeta a menor fricción contra otros portadores o contra el reactor, durante la operación. De este modo la biopelícula en la pared exterior del portador se mantendrá más intacta. Un tubo usado para la preparación del portador, puede tener, por ejemplo, paredes internas apropiadas que forman una cruz. También, las paredes internas en el tubo pueden hacerse para formar un modelo alveolar, pero se usan otros modelos que proporcionan una gran superficie y fácil paso ya buenos. También es posible usar partículas con una superficie rugosa, aunque éstas tenga una superficie más pequeña que dichas piezas del tubo.

Más apropiadamente, el portador es una pieza de un tubo extruído, que tiene paredes de separación, en la dirección longitudinal del tubo con "aletas" en el lado exterior. La razón por la cual un portador es ventajoso particularmente, es que sea muy fácil de preparar, contrario aun portador preparado por otros métodos posibles, por ejemplo de fundición en coquilla, donde cada portador tiene que prepararse individualmente. Por extrusión, un tubo se extruye continuamente y se corta en piezas apropiadas. Todas las paredes de separación estarán en una dirección longitudinal del tubo, de forma que donde el tubo se corta tendrá la misma sección transversal.

Además, al portador que contiene las paredes de separación interna, se ha encontrado ventajoso que contiene también "aletas" en el lado exterior, así para estar en la forma de una pieza de un tubo extruído que tiene paredes de separación en la dirección longitudinal del tubo, ambos en los lados interior y exterior de la circunferencia del tubo. Por ello, una disposición de una superficie particularmente grande se obtiene con material relativamente pequeño. Igualmente, las superficies internas del tubo y también las superficies externas se cierran donde las "aletas" extruídas, de la circunferencia del tubo se protegerán contra el desgaste en la biopelícula, durante su uso.

Un tipo apropiado de portador con "aleta" se ilustra en la sección transversal de la figura 1. Visto desde el lateral, el portador será semejante a un rectángulo. Esta es casi la forma concebible más simple. Otra forma se ilustra en la figura 2, donde el tubo tiene una sección transversal cuadrada y se suministra con paredes internas apropiadas. Una modificación de este modo de realización se ilustra en la figura 3, donde las paredes internas, así como las paredes externas, se extienden al otro lado de la circunferencia del tubo para dar las "aletas" antes mencionadas. Según se ilustra en la figura 1, tales "aletas" no tienen solamente que ser "aletas" independientes entre las que, por ejemplo, se han ilustrado en la figura 3.

El portador se usa en reactores para purificación de aguas por alimentación con una cantidad ajustada del portador en el reactor, y el agua a purificarse se trata en el reactor por la biopelícula que se establece y que aumentará en los portadores, causando la conversión deseada de los contaminantes. Debidamente, se usa un reactor con entrada de agua por el fondo y salida del agua purificada por la parte superior, pero no es necesaria una localización, particularmente si se usa una mezcla apropiada y recurso de circulación. El reactor está convenientemente equipado con tamices en los que el ancho de malla es menor que el diámetro más pequeño del portador. Esto servirá para prevenir que los portadores se escapen del reactor. Los portadores pueden bombearse fácilmente en y fuera del reactor, y el mantenimiento no requiere un corte durante la operación.

Los portadores, el uso de los mismos, el reactor y el método de acuerdo con la invención, constituyen un sistema que comparado con lo anteriormente descrito, sistemas conocidos previamente, tienen diversas ventajas:

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El volumen del reactor está completamente abierto y la superficie aumenta para la biopelícula, que consta de sólidos, partículas no porosas, que circulan alrededor del biorreactor, mientras el peso específico de las partículas está muy cerca de 1,0 kg/dm^{3}.

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El biorreactor puede estar totalmente cerrado, y el material portador sumergido, el cual hace un contacto óptimo entre las impurezas en el agua y los microorganismos en los portadores posibles, así como control completo con posibles agentes aromatizantes de los procesos.

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El biorreactor puede oxigenarse por medio de la aireación, que hace un ajuste correcto entre el consumo y el suministro del posible oxígeno. Así, la carga orgánica debe ajustarse de acuerdo con el consumido por la biomasa.

El sistema de acuerdo con la invención tiene la misma ventaja que los sistemas de fango activo, en el cual el reactor es abierto y por tanto no puede llegar a obstruirse. Además, el reactor puede tener prácticamente cualquier forma.

Una gran ventaja del presente sistema, comparado con los sistemas de otras biopelículas, es que existen sistemas de fango activo que puede reconstruirse muy fácilmente, de tal manera que el sistema de acuerdo con la invención debe adaptarse a las instalaciones que existen y que se basan en el principio de fango activo. Una reconstrucción es muy complicada con los otros sistemas de biopelículas.

La diferencia entre el presente sistema y el biofiltro sumergido, tratado antes, es primariamente que la superficie aumenta por biopelícula en el presente sistema, se circula alrededor, en el biorreactor, como una consecuencia de la turbulencia que se hace por la aireación o por las fuerzas hidrodinámicas, mientras la superficie aumenta en el biofiltro sumergido, según se muestra antes, es estacionario y normalmente consta de hojas de plástico corrugado, encolados juntos en forma de cubos, que se sitúan unos sobre otros como ladrillos de construcción, o elementos simples o granulados situados aleatoriamente en el biorreactor, pero que están estacionarios aún durante la operación del biofiltro.

En el presente sistema la obstrucción del biofiltro no será posible, ya que el biofiltro no es estacionario, sino que se mueve con las corrientes en el biorreactor. Si los recursos de aireación en el reactor llegan a obstruirse, es muy fácil la eliminación del biofiltro por simple bombeo hacia fuera. De forma similar, puede bombearse en el biorreactor cuando el proceso está en su comienzo.

Cuando se usa el biorreactor para procesos anaeróbicos, donde no hay aireación, el biorreactor está sometido a agitación continua o esporádica, por ejemplo, por medio de un agitador propulsor o por circulación por bombeo. De conformidad, la formación de la obstrucción es muy pequeña, de forma contraria a cuando se usa un biofiltro estacionario, donde el peligro de obstrucción en un sistema anaeróbico es bastante mayor. El contenido del reactor puede calentarse en el mismo para aumentar la relación de reacción en los procesos anaeróbicos.

En el presente sistema la superficie por unidad de volumen deseada para la operación puede decidirse, y debido a esto el suministro de oxígeno puede ajustarse con exactitud de acuerdo con el consumo de oxígeno que tiene lugar. El suministro de oxígeno puede ajustarse también, de forma que puede usarse el aire en lugar de oxígeno puro para la oxigenación. Las partículas en las que la biopelícula aumenta, son comparativamente grandes, y no disminuyen, pero circulan, o se mantienen en circulación, de forma que la densidad de partícula puede elegirse independientemente de la cantidad de agua deseada a través del reactor.

En el sistema de acuerdo con la invención, el fango normalmente no regresará al biorreactor, con la intención de aumentar la biomasa. No obstante, esto no previene que el fango retorne al sistema, por ejemplo, si se usa en instalaciones que existen de fangos activos.

Un objetivo particular de la invención es obtener una relación de desintegración mayor del substrato por unidad de volumen del reactor, de forma que se obtiene por sistemas competentes, y por lo tanto para obtener costos inferiores por unidad de peso desintegrado del substrato.

El objetivo se obtiene al permitir que la biopelícula aumente en los portadores, de acuerdo con la invención, situado en un reactor a través del cual fluye el agua a purificarse.

Cuando un proceso biológico aeróbico tiene lugar en el reactor, el contenido del reactor se airea. Por la aireación los portadores se mezclan completamente en el volumen del reactor, y se asegura un buen contacto entre el crecimiento de la biopelícula en los portadores y el substrato en las aguas residuales.

Cuando tiene lugar un proceso anaeróbico en el reactor, el contenido del reactor no se airea. Pero el mezclado del contenido del reactor se asegura entonces, por ejemplo, por agitación mecánica (agitador propulsor) o por circulación por bombeo del contenido del reactor.

Normalmente los portadores se retendrán en el reactor cuando el agua fluye fuera del reactor a través de tamices con luces de orificios menores que las secciones transversales de los portadores. Para usos especiales, por ejemplo, en la eliminación biológica de fósforo, será posible permitir que los portadores sigan al agua fuera del reactor, después de separarse y regresar al reactor. Esto en el caso de permitir un aumento de la biopelícula en los portadores que fluyen a través de ambos, reactores aeróbicos y anaeróbicos.

Los reactores pueden ser cerrados completamente, en la forma de pre-fabricado, tanto para los procesos aeróbicos como para los anaeróbicos. Esto hace posible el control completo para oler que se puede producir en el reactor. Cuando el reactor se usa en ambos procesos, aeróbico y anaeróbico, los gases producidos por los procesos se capturan y se llevan fuera. En los procesos aeróbicos los gases producidos constan principalmente de dióxido de carbono y pequeñas cantidades de otros gases que salen fuera al aire, opcionalmente después de la desodorización separada. En los procesos anaeróbicos, los gases residuales constan principalmente de metano y dióxidode carbono, con pequeñas cantidades de otros gases. Este biogas tiene un alto valor calorífico y de conformidad puede usarse opcionalmente para la producción de energía.

Cuando la invención se usa para mejorar las plantas de purificación existentes, el reactor será normalmente abierto, ya que los recipientes válidos pueden usarse entonces (por ejemplo, tanques de aireación en instalaciones de fangos activos).

La cantidad de portadores en el reactor variará de acuerdo con el campo de uso y el volumen del reactor válido. Normalmente la cantidad será tal que los portadores en un tanque vacío tendrán hasta el 30-70% del volumen del reactor. No obstante, la cantidad puede ajustarse a la carga del substrato del reactor si el reactor tiene la intención de trabajar con él. Así, la cantidad debe decidirse por la capacidad de oxigenación del reactor.

Los tres valores más importantes a decidirse para el dimensionado del reactor son, el volumen del reactor, el número de portadores por unidad de volumen y la cantidad de oxígeno a suministrarse (en el caso de un reactor aeróbico).

El reactor, él mismo, puede construirse con cualquier material relevante, pero el pre-fabricado para reactores cerrados será normalmente construirse en acero o GAP, mientras los reactores abiertos se construirán normalmente de hormigón o acero.

El fango de la biopelícula puede separarse, aguas abajo del biorreactor, por cualquiera de las técnicas relevantes de separación de partículas, como por ejemplo, por técnicas de sedimentación, flotación, filtración y membrana.

Según se describe generalmente antes, el biorreactor puede usarse para todas las técnicas de purificación basadas en degradación biológica de una sustancia, la cual se eliminará.

No obstante, los campos más corrientes de uso pueden ser:

\text{*} Eliminación de sustancias orgánicas en aguas residuales, por reacción aeróbica.

\text{*} Eliminación de sustancias orgánicas en aguas negras orgánicas concentradas, por reacción anaeróbica.

\text{*} Eliminación de amonio por oxidación a nitrito y nitrato, por reacción aeróbica (nitrificación).

\text{*} Eliminación de nitrógeno por reducción de nitrito y nitrato a gas nitrógeno, por reacción anaeróbica (anóxica) (desnitrificación).

\text{*} Eliminación de fósforo, por reacción aeróbica/anaeróbica.

La invención proporciona las ventajas siguientes en la purificación de aguas residuales:

\text{*} El biorreactor de acuerdo con la invención requiere un volumen de reactor más pequeño para eliminar una unidad de peso dada de contaminante (sustancia orgánica, amonio, etc. ..) que las disposiciones tradicionales existentes, ya que la biomasa por unidad de volumen es más alta.

\text{*} En la forma pre-fabricada, el presente biorreactor normalmente es cerrado, con miras a obtener un mejor control con posibles gases aromáticos que en las soluciones tradicionales.

\text{*} En el modo de realización aeróbico hay una mejor posibilidad para ajustar el suministro de oxígeno, de acuerdo con la necesidad de oxígeno en los sistemas tradicionales.

\text{*} Debido a una gran superficie de contacto entre la biomasa y el aire suministrado, es razón para creer que el oxígeno es mejor utilizado en el presente reactor que en las instalaciones de fangos activos tradicionales. estos vínculos reducen la necesidad de aire y, por consecuencia, costes de energía más bajos, para funcionar el presente reactor con los sistemas de fangos activos.

\text{*} El reactor tendrá aproximadamente el mismo diseño para sistemas aeróbicos y anaeróbicos. Como un resultado, un sistema aeróbico puede reconstruirse fácilmente aun sistema anaeróbico, y viceversa. Esta es una ventaja particular para aquellos sistemas que requieren ambos, un paso aeróbico y anaeróbico, por ejemplo, sistemas para eliminación biológica de nitrógeno y fósforo.

\text{*} Comparado con los biofiltros sumergidos, con un aumento de superficie estacionaria para las biopelículas, el aumento de superficie para biopelículas anticipadas aquí, es mucho más fácil para eliminar el contenido del reactor, el cual simplifica la limpieza, inspección y mantenimiento del contenido del reactor y del sistema de aireación, y el cual reduce el peligro de obstrucción del aumento de superficie.

\text{*} Ya que existen plantas de purificación biológicas, basadas en fangos activos, puede aumentarse muy fácilmente su capacidad cuando existen reactores que se usan en el sistema de la invención.

Un simple reactor se ilustra en la figura 4, donde el reactor (1) es un cilindro que contiene los portadores (2) para biopelículas. En la salida del agua purificada (5), el reactor se equipa con tamices (3).El agua se alimenta a través de un tubo en el fondo del contenedor (4), y el gas producido sale fuera a través de un sistema rociador (7) que puede rociar agua en la superficie.

La figura 5 ilustra al reactor equipado con elementos para la mezcla de aire (8), el cual suministra aire a través de una línea (9). El reactor se entiende que es para procesos aeróbicos.

Las figuras 6 y 7 ilustran reactores equipados con agitador, para su uso en procesos anaeróbicos, pero que además son similares al reactor de la figura 1. En la figura 6, el agitador es un agitador propulsor, operado con motor (10), y en la figura 7 una bomba de circulación (11) conectada a un tubo de circulación (12).

Claims (10)

1. Un método para la purificación de aguas, en el cual el agua residual se permite fluir a través de un reactor que contiene portadores, en los cuales crecerá una biopelícula, que promueve una conversión deseada de impurezas, caracterizado por el uso de portadores, que son elementos de plástico particulados y que tienen

a)

una superficie que es, al menos, 1,5 veces mayor que la superficie exterior de unos elementos uniformes de las mismas dimensiones, y

b)

una densidad en el margen de 0,90 a 1,20, normalmente 0,92 hasta 0,98, particularmente 0,92 a 0,96 kg/dm^{3}, y

c)

alguna de las superficies protegidas contra el desgaste de la biopelícula durante su uso, y

d)

paredes que permiten un paso fácil del agua, donde los portadores con biopelículas se mantienen suspendidos y se mueven en el agua, en un reactor con entrada y salida, y opcionalmente elementos de mezclado.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el uso de portadores, que tienen una superficie, la cual es, al menos, dos veces mayores que la superficie exterior de un elemento uniforme de las mismas dimensiones.

3. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el uso de portadores, que tienen dimensiones lineales en el margen de 0,2-3 cm, particularmente 0,5-1,5 cm.

4. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado por el uso de portadores, que se han preparado de un plástico blando, plástico opcionalmente recirculado, y que están en la forma de piezas de un tubo con paredes internas de separación.

5. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado por el uso de portadores, que son piezas de un tubo de plástico extruído.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por el uso de portadores, que son piezas de un tubo extruído, que tiene paredes de separación en la dirección longitudinal de la circunferencia interior del tubo, y aletas en el exterior, en la dirección longitudinal.

7. Reactor (1) para la purificación aeróbica, anóxica y anaeróbica de las aguas, que comprende elementos para la entrada (4) y salida (5), caracterizado porque contiene un gran número de portadores (2) para biopelículas, que se usan en los procesos, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, el volumen de los portadores, en un reactor vacío, representa el 30-70% del volumen del reactor, y elementos para suspender y mover dichos portadores, en el reactor.

8. Reactor de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque comprende un tamiz (3), para la separación de portadores del líquido, en la salida (5).

9. Reactor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 y 8, para purificación aeróbica de aguas, caracterizado porque comprende elementos para la mezcla de aire (8), que se suministra con aire a través de una entrada de aire (9).

10. Reactor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 y 8, para purificación anaeróbica de aguas, caracterizado porque comprende elementos de mezcla, en la forma de un agitador mecánico (10) o una bomba de circulación (11).